课时跟踪检测（六） 物质跨膜运输的实例和方式

PAGE第1页共8页课时跟踪检测（六）物质跨膜运输的实例和方式一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．(2021·大理月考)如图甲处于渗透平衡状态，图乙处于质壁分离状态。下列相关叙述正确的是()A．图甲中的半透膜和图乙中的1、3、5构成的结构一样具有选择透过性B．图甲中的S1溶液和S2溶液的浓度相等，水分子进出半透膜的数目相同C．图乙中外界溶液的浓度可能大于2中溶液的浓度D．图乙中外界溶液中的物质只有水分子能够进入植物细胞解析：选C图甲中的半透膜属于物理性膜，通过孔径的大小控制物质进出细胞，不具有生物膜的选择透过性，图乙中的1、3、5构成的结构具有选择透过性，A错误。水分子进出半透膜的数目相同时两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故渗透平衡时，两者浓度关系仍是S1＞S2，B错误。图乙中外界溶液的浓度可能大于2中溶液的浓度，细胞失水，发生质壁分离；也可能小于2中溶液的浓度，细胞吸水，发生质壁分离的复原；还可能等于2中溶液的浓度，细胞吸水和失水处于动态平衡，C正确。图乙中外界溶液中的水分子和离子等小分子能够进入植物细胞，D错误。2．将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，发现细胞原生质体体积在最初的0～t1时间内不断减小，在随后的t1～t2时间内不断增大并恢复到原来水平。下列叙述正确的是()A．0～t1时间内水从细胞液进入外界溶液，t1～t2时间内K＋、NOeq\o\al(－,3)开始从外界进入细胞液B．0～t1时间内细胞液中紫色程度逐渐变深，t1～t2时间内细胞液中紫色程度逐渐变浅C．0～t1时间内细胞液渗透压高于KNO3溶液的渗透压，而t1～t2时间内两者正好相反D．0～t1时间内细胞出现质壁分离并复原的现象，表明生物膜具有一定的流动性解析：选B0～t1时间内，原生质体的体积不断缩小，说明水从细胞液进入外界溶液，K＋、NOeq\o\al(－,3)一开始就从外界进入细胞液，A错误；0～t1时间内，细胞失水，细胞液中紫色程度逐渐变深，t1～t2时间内，细胞吸水，细胞液中紫色程度逐渐变浅，B正确；0～t1时间内，细胞失水，细胞液渗透压低于KNO3溶液的渗透压，而t1～t2时间内两者正好相反，C错误；0～t1时间内发生质壁分离，t1～t2时间内出现质壁分离的复原，表明生物膜具有一定的流动性，D错误。3．(2021·青岛一模)水分子存在两种跨膜运输机制，一种是通过磷脂双分子层的自由扩散，另一种是通过水通道蛋白跨膜运输。研究者为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式，进行了如下实验，将甲组红细胞用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理，乙组红细胞用等量的生理盐水处理。将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察在相同时间内两组细胞发生破裂的情况。下列分析不合理的是()A．水分子的上述两种跨膜运输方式，都是顺浓度梯度进行的B．磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定阻碍C．若甲、乙两组细胞破裂数差异不大，则说明水分子主要以自由扩散进入红细胞D．若甲组细胞破裂的数量比乙组少，则说明水分子仅通过通道蛋白进入红细胞解析：选D水分子的上述两种跨膜运输方式都是被动运输，都是顺浓度梯度进行的，A正确；从细胞膜的结构分析，由于磷脂双分子层内部具有疏水性的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍，B正确；若甲和乙两组细胞破裂数差异不大，破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜不需要通道蛋白，进而可知水分子主要以自由扩散进入红细胞，C正确；若水分子仅通过通道蛋白进入红细胞，则甲组细胞膜上的水通道蛋白被蛋白酶破坏，则水不能进入甲组细胞，甲组细胞不会破裂，D错误。4．如图是在不同情况下，成熟植物细胞的细胞液浓度随时间变化而变化的曲线图。下列关于甲、乙、丙、丁四图的叙述，错误的是()A．图甲中c点时细胞液浓度最低B．图乙中mn时间段，细胞吸水能力逐渐增强C．图丙中b点之后，细胞液浓度下降速度减慢可能与细胞壁有关D．图丁中c点时原生质体体积最大、吸水能力最强解析：选D由图甲可知，细胞液浓度在c点最小，A正确；图乙中mn时间段内，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强，B正确；图丙中a到b时间内细胞液浓度逐渐变小，细胞吸水，b点后细胞液浓度下降缓慢，最可能的原因是受细胞壁的限制，C正确；图丁中，c点时细胞液浓度最大，细胞失水最多，原生质体最小，但细胞吸水能力最强，D错误。5．(2021·广安检测)钙泵是一种存在于细胞膜及细胞器膜上的运输Ca2＋的ATP水解酶，其能驱动细胞质中的Ca2＋泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2＋的细胞器)，以维持细胞质基质内低浓度的Ca2＋。当细胞受到刺激时，Ca2＋又会从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关说法错误的是()A．一氧化碳中毒时钙泵的活性会降低B．Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输C．Ca2＋从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质的过程属于协助扩散D．钙泵参与运输Ca2＋的过程属于放能反应解析：选D一氧化碳中毒，则氧气运输速率下降，影响能量供应，则钙泵的活性会降低，A正确；Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内，需要钙泵，钙泵能运输Ca2＋，而且能将ATP水解提供能量，属于主动运输，B正确；Ca2＋从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质基质，是从高浓度运输到低浓度，属于协助扩散，C正确；钙泵参与运输Ca2＋的过程属于吸能反应，D错误。6．现有甲、乙、丙、丁、戊五种浓度依次升高或降低的KNO3溶液，将生理状况相同的萝卜条分别浸泡其中，萝卜条的长度随时间推移变化如下表所示。下列相关叙述正确的是()KNO3溶液浓度甲乙丙丁戊刚开始时无变化无变化无变化无变化无变化紧接着长度明显变短长度变短长度稍微变短？长度变长A．表格中“？”处的实验结果一定是长度无变化B．甲、乙、丙、丁、戊五种KNO3溶液浓度依次增大C．继续观察，甲组萝卜条的长度不可能复原D．继续观察，乙组萝卜条的长度可能会复原解析：选D据题干信息“甲、乙、丙、丁、戊五种浓度依次升高或降低”，丙组萝卜条紧接着观察结果为长度稍微变短，说明丙溶液浓度大于细胞液浓度；戊组萝卜条细胞长度变长，说明戊溶液浓度小于细胞液浓度，则丁介于二者之间，实验结果有可能是细胞长度无变化，还可能是长度略有变长，或长度稍微变短，A错误。据紧接着观察结果分析，甲、乙、丙、丁、戊五种KNO3溶液浓度依次减小，B错误。K＋、NOeq\o\al(－,3)可以通过主动运输方式进入到细胞液中，因此甲组和乙组萝卜条的长度可能会复原，C错误、D正确。7.如图所示，、分别代表两种不同的物质。下列说法正确的是()A．运输和都需要具有特异性的载体蛋白B．氧气浓度的高低影响物质的运输速度C．温度越高，物质的运输速度越快D．葡萄糖进入红细胞类似于的运输解析：选B图中显示运输需要载体蛋白且需要消耗能量，但不能确定运输的方式，A错误；氧气浓度的高低影响ATP的合成，从而影响物质的运输速度，B正确；在一定范围内，温度升高可能影响载体蛋白的生物活性，进而影响物质的运输速度，但温度过高，参与细胞呼吸的酶的活性降低，ATP的合成减少，物质的运输速度减慢，C错误；葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，不需要消耗能量，D错误。8．(2020·郑州二模)盐分对植物的伤害主要是Na＋引起的，高等植物可以通过Na＋的外排和区隔化来保持细胞质内低Na＋水平，从而消除Na＋的伤害。Na＋的外排和区隔化分别由位于质膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白调节。Na＋/H＋逆向转运蛋白靠膜两侧的H＋电化学梯度提供能量实现Na＋的跨膜运输。下列叙述错误的是()A．液泡膜和质膜上均含有主动运输H＋的载体蛋白B．Na＋进入液泡区隔化和排岀细胞的过程均属于主动运输C．Na＋/H＋逆向转运蛋白具有调节细胞内pH和渗透压的作用D．细胞呼吸抑制剂对Na＋的外排和区隔化过程没有影响解析：选D由题干信息“Na＋的外排和区隔化分别由位于质膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白调节”，说明液泡膜和质膜上均含有主动运输H＋的载体蛋白，A正确；Na＋的外排和区隔化分别由位于质膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白调节，说明其运输方式是主动运输，B正确；Na＋/H＋逆向转运蛋白具有运输Na＋和H＋的作用，因此能够调节细胞内的pH和渗透压，C正确；细胞呼吸抑制剂可以抑制H＋的跨膜运输，而Na＋的跨膜运输依靠膜两侧的H＋电化学梯度提供能量，因此，细胞呼吸抑制剂对Na＋的外排和区隔化过程有影响，D错误。9．分析有关磷酸盐的资料1和资料2，回答下列问题。资料1：为开展用大蒜治理水体富营养化的研究，研究人员配制了浓度为0.01mmol/L、0.025mmol/L、0.05mmol/L、0.075mmol/L、0.1mmol/L、0.25mmol/L、0.5mmol/L、0.75mmol/L、1.00mmol/L的9种不同浓度的KH2PO4溶液，将大蒜的根系分别全部浸入200mL的9种溶液中，其他培养条件均相同且适宜。4h后取出植株，测定并得到如图所示的磷酸盐吸收速率曲线(图1)。资料2：观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构(图2)，其中圈定的分子为磷酸盐。当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。(1)大蒜根细胞吸收磷酸盐可用于合成________(至少写一个)等重要有机物。(2)在图1中，磷酸盐浓度超过0.8mmol/L以后，大蒜根系对磷酸盐的吸收速率不再随磷酸盐溶液浓度的增加而增加的原因是___________________________________________。由此可判断大蒜根系细胞吸收磷酸盐的运输方式可能是________________。(3)在浓度为0.01mmol/L和0.025mmol/L的KH2PO4溶液中，大蒜根细胞中磷酸盐的浓度为0.04～0.12mmol/L，这种________(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的运输符合________(填运输方式)的特点。(4)根据资料2分析，磷酸盐载体因为具有____________________，所以能特异性识别并结合磷酸盐，组成该载体的基本单位是__________。解析：(1)细胞中含有磷元素的有机物主要有核酸、磷脂等。(2)图1中，由于载体蛋白的数量或能量供应的限制，大蒜根系对磷酸盐的吸收速率达到一定值后不再增加；根据该吸收方式需要载体协助，也可能需要消耗能量，可推测大蒜根系细胞吸收磷酸盐的运输方式可能是协助扩散或主动运输。(3)由题干信息可知，大蒜根细胞可逆浓度梯度吸收磷酸盐，从而确定大蒜根细胞通过主动运输方式吸收磷酸盐。(4)磷酸盐载体具有特定的空间结构，能特异性识别并结合磷酸盐。该载体是蛋白质，组成蛋白质的基本单位是氨基酸。答案：(1)核酸、磷脂(合理即可)(2)载体蛋白的数量(或能量供应)限制了吸收速率协助扩散或主动运输(3)逆主动运输(4)特定的空间结构氨基酸10．(2021·青岛一模)细胞中的少部分ATP会在酶的催化下形成cAMP，cAMP在调节细胞代谢方面发挥重要作用。如图甲是肾小管上皮细胞部分生理过程图解，图乙是该细胞膜局部亚显微结构图解，请回答相关问题：(1)ATP合成酶主要存在于各种细胞的膜结构上。具体而言，ATP合成酶在植物细胞中主要存在于______________________膜上，在原核细胞中主要存在于________膜上。(2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性，这些酶活性改变后，通过促进________________________，促进细胞对水的重吸收。请写出该过程的遗传信息传递途径：________________________________________________________________________。(3)图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”，则该过程中的“第一信使”指的是________激素。图甲所示生理过程体现了细胞膜_____________________________功能。(4)图乙①～⑤过程中，需要消耗ATP的有__________，判断的依据是____________。解析：(1)在植物细胞的线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上均能合成ATP，均分布有ATP合成酶。原核细胞没有具膜细胞器，ATP合成酶主要存在于细胞膜上。(2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性，这些酶活性改变后，通过促进水通道蛋白的合成，进而促进细胞对水的重吸收。该过程的遗传信息传递途径为DNAeq\o(→,\s\up7(转录))mRNAeq\o(→,\s\up7(翻译))水通道蛋白。(3)抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分的重吸收，图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”，则该过程中的“第一信使”指的是垂体释放的抗利尿激素。图甲所示生理过程包括信号分子与受体的识别和水分子进入细胞，故体现了细胞膜控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流功能。(4)图乙①～⑤过程中，①⑤逆浓度梯度运输，为主动运输，需要载体、消耗ATP。答案：(1)线粒体内膜和叶绿体类囊体细胞(2)水通道蛋白的合成DNAeq\o(→,\s\up7(转录))mRNAeq\o(→,\s\up7(翻译))水通道蛋白(3)抗利尿控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流(4)①和⑤它们是逆浓度梯度运输二、强化迁移能力，突出创新性和应用性11．(2021·台州模拟)细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如图所示的结果。下列叙述正确的是()A．甲图中H＋跨膜运输的方式是协助扩散B．ATP合成酶不能将光能直接转化为ATP中的化学能C．破坏跨膜H＋浓度梯度对ATP的合成无影响D．ATP合成酶只具有催化作用，不具有运输作用解析：选B甲图中在光照条件下，H＋能逆浓度跨膜运输，则跨膜运输的方式是主动运输，A错误；由图可知，ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能，ATP合成酶不能将光能直接转化为ATP中的化学能，B正确；由图可知，破坏跨膜H＋浓度梯度会抑制ATP的合成，C错误；由图可知，ATP合成酶既具有催化ATP合成的功能，也具有运输H＋的作用，D错误。12．(2021·贵阳四校联考)物质进入细胞的“载体假说”认为：载体首先与待输送的膜外物质结合成复合体，然后此复合体转向膜内，将输送的物质释放到膜内，载体再恢复原状，继续与新的待运输物质结合，其运输过程如图所示(图中R为载体；MO为膜外物质；MR为载体复合体；Mi为膜内物质)。以下支持该假说的事实是()A．植物根系对矿质元素的吸收速率具有饱和效应B．土壤溶液的浓度高于植物根细胞液浓度C．静息电位时K＋外流，动作电位时Na＋内流D．植物体内阴、阳离子总量之间存在着某种平衡解析：选A根据“载体假说”，物质跨膜运输需要通过载体，由于细胞膜中载体的数量是有限的，所以植物根系对矿质元素的吸收速率具有饱和效应，A项支持该假说；土壤溶液的浓度高于植物根细胞液浓度时，植物容易脱水死亡，而水分进出细胞的方式是被动运输，不消耗能量，B项不支持“载体假说”；静息电位时K＋外流，动作电位时Na＋内流都是协助扩散，而“载体假说”物质运输需要ATP水解释放的能量，C项不支持该假说；“载体假说”只说明了物质进入细胞的过程，没有说明物质运出细胞的过程，而植物体内阴、阳离子总量之间存在某种平衡是靠离子进出细胞共同维持的，D项不支持该假说。13．某同学为探究不同物质及浓度对洋葱表皮细胞失水的影响，设计了如下实验。请回答下列问题：步骤1：配制具有一定浓度梯度的蔗糖和氯化钠溶液各10mL，分别加入培养皿中，加盖、编号。步骤2：从同一紫色洋葱鳞片叶的相同部位撕取外表皮若干，迅速分别投入到上述培养皿中，使其完全浸入溶液，浸泡10min。步骤3：依次取出洋葱鳞片叶外表皮，制成临时装片，用显微镜观察并拍照。步骤4：统计照片中细胞总数及质壁分离细胞数，计算质壁分离细胞占比，结果如图。(1)步骤1中培养皿加盖的目的是____________________________________。步骤3中制作临时装片时，需在载玻片中央滴加1～2滴________________________。(2)实验表明，当两种溶液的浓度低于0.2mol·L－1时，洋葱表皮细胞几乎不发生质壁分离，原因是______________________________________________。在0.4mol·L－1蔗糖溶液中大约只有20%的细胞发生了质壁分离，同一表皮的细胞质壁分离不同步的原因是______________________________________。(3)根据实验结果分析，0.6mol·L－1NaCl溶液的渗透压比0.6mol·L－1蔗糖溶液的渗透压________。(4)在“观察植物细胞质壁分离及复原实验”中，一般认为使材料中50%左右的细胞发生质壁分离的溶液浓